3656 Методические указания по курсу «Физика» (стр. 9 )

51 В алюминиевый калориметр массой 50 г налили 250 г воды при температуре 16 0С. Какое количество водяного пара, температура которого 100 0С, нужно впустить в калориметр, чтобы в нем установилась температура 90 0С?

52 1 л воды нагревают на спиртовке, КПД которой 30 %, от 10 0С до кипения и десятую часть испаряют. Определить массу спирта.

53 Алюминиевую деталь массой 2 кг опустили в воду массой 4 кг, которая имеет температуру 10 0С. Температура воды повысилась до 20 0С. Определить начальную температуру алюминиевой детали.

54 5 кг воды при температуре 30 0С находится в калориметре теплоемкостью 1000 Дж/К. В калориметр помещают 1 кг льда при температуре -10 0С. Определить температуру, которая установится в калориметре.

55 С какой высоты упала льдинка, если она нагрелась на 1 0С? Считать, что на нагревание льдинки идет 60 % ее потенциальной энергии.

56 Свинцовый шар затормозил во встречном препятствии и нагрелся на 160 0С. Определить скорость шара при встрече с препятствием, если на нагревание шара пошло 26 % ее кинетической энергии.

57 Какую силу тяги развивает тепловоз поезда при скорости движения 27 км/ч? Тепловоз тратит 400 кг дизельного топлива за час при КПД 30 %.

58 Мощность двигателя автомобиля 50 кВт, его КПД 25 %. Сколько бензина он тратит за 1 ч работы?

59 Сколько железа, взятого при температуре 20 0С, можно расплавить в печи, в которой сгорает уголь массой 100 кг, если КПД печи 60 %.

60 Поезд массой 2000 т, который двигался со скоростью 54 км/ч, был остановлен при помощи тормозов. Какое количество теплоты выделится при торможении?

61 Автомобиль движется со скоростью 54 км/ч. Запас бензина равен 20 кг. На сколько километров пути хватит бензина, если полезная мощность мотора 37,5 кВт, а его КПД 30 %?

62 При изобарном расширении 20 г водорода его объем увеличился в 2 раза. Начальная температура газа 27 0С. Определить работу расширения газа, изменение внутренней энергии и количество теплоты, сообщенное газу.

63 4 моля углекислого газа СО2 были нагреты при постоянном давлении на 100 К. Определить работу расширения, изменение внутренней энергии газа и количество теплоты, сообщенное газу.

64 Двухатомному газу сообщили 14 кДж теплоты. При этом газ расширился при постоянном давлении. Определить работу расширения газа и изменение внутренней энергии газа.

65 Определить внутреннюю энергию гелия, которым заполнили аэростат объемом 60 м3 при давлении 100 кПа.

66 У цилиндре под поршнем при нормальных условиях содержится 1 м3 воздух. Потом воздух нагревают на 10С, поршень при этом поднимается. Вычислить работу расширения воздуха.

67 Определить КПД цикла Карно, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 200 0С и 11 0С. На сколько нужно повысить температуру нагревателя, чтобы КПД цикла увеличился вдвое?

68 Тепловая машина работает по циклу Карно. Вычислить КПД машины, если температура нагреваС, а температура холодильника 15 0С.

69 Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80 % теплоты, которая получена от нагревателя, передается холодильнику. Количество теплоты, которое получено от нагревателя, равно 6,3 кДж. Вычислить КПД цикла и работу, совершенную за 1 цикл.

70 В паровой турбине тратится 450 г дизельного топлива. При сгорании топлива выделяется теплота на совершение работы 5,04 МДж. Температура пара, который поступает в турбину 520 К, температура холодильника 300 К. Сравните КПД турбины и КПД идеальной тепловой машины, которая работает при таких же температурных режимах.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ 2-3

«ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ»

1 ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ – ЭТО...

2 СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ: ...

3 КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ – ЭТО...

4 УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА: ...

5 УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ – ЭТО...

6 УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА ПАРООБРАЗОВАНИЯ – ЭТО...

7 УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА ПЛАВЛЕНИЯ – ЭТО...

8 ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ: ...

9 АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС – ЭТО...

10 ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ: ...

11 ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ – ЭТО...

12 ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ: ...

13 КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ – ЭТО...

14 ЦИКЛ КАРНО – ЭТО...

Основные формулы раздела

«МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ»

1 ГИДРОСТАТИКА
	Формулы	Обозначение	Единицы измерения
1		– давление – модуль силы – площадь поверхности	Па = Н/м2 Н м2
2		– гидростатическое давление – плотность жидкости – ускорение свободного падения – высота столба жидкости	Па кг/м3 м
3		– полное давление – атмосферное давление – гидростатическое давление	Па Па Па
4		, – высоты столбов жидкости в состоянии покоя , – плотности жидкостей	м кг/м3
5		, – силы, которые действуют на поршни гидравлического пресса , – площади поршней	Н м2
6		– сила Архимеда – плотность жидкости – ускорение свободного падения – объем тела, погруженного в жидкость	Н кг/м3 м/с2 м3
7		– сила Архимеда – сила тяжести тела, которое плавает в жидкости	Н Н
2 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
1 Основы молекулярно-кинетической теории
8 9 10 11 12	;	– количество вещества (число молей газа) – число молекул – масса вещества – молярная масса – масса молекулы – относительная молекулярная масса – число Авогадро – концентрация	моль – кг кг/моль кг а. е. м. 1/м3
2 Основное уравнение МКТ идеального газа
13 14 15 16	;	– давление газа – средняя квадратичная скорость молекул – постоянная Больцмана – абсолютная температура по шкале Кельвина – температура по шкале Цельсия – средний квадрат скорости молекул – средняя кинетическая энергия молекул	Па м/с К 0С м2/с2 Дж
3 Уравнение состояния идеального газа
17 18 19 20 21	( ) ( ) ( )	– давление газа – объем газа – масса газа – молярная масса – универсальная молярная газовая постоянная – абсолютная температура	Па м3 кг кг/моль К
4 Свойства паров, жидкостей и твердых тел
22 23	;	– относительная влажность воздуха – плотность пара в воздухе – плотность насыщенного пара – парциальное давление водяного пара – давление насыщенного пара	% кг/м3 кг/м3 Па Па
24		– сила поверхностного натяжения жидкости – коэффициент поверхностного натяжения жидкости – длина поверхности	Н Н/м м
5 Механическая работа. Мощность. КПД
25 26		– работа сил поверхностного натяжения – изменение площади поверхности – высота поднимания или опускания жидкости в капиллярах – плотность жидкости – радиус капилляра	Дж м2 м кг/м3 м
27 28		, – длина твердого тела при температурах и – температурный коэффициент линейного расширения – изменение температуры – объемы – температурный коэффициент объемного расширения	м 1/К К м3 1/К
3 ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
1 Внутренняя энергия газа
29		– механическое напряжение – модуль Юнга (упругости) – относительное удлинение	Па Па –
30 31 32 33 34 35		– внутренняя энергия – кинетическая энергия -й молекулы – потенциальная энергия -й молекулы – число степеней свободы – масса – молярная масса – давление – количество теплоты – температура – удельная теплоемкость – удельная теплота парообразования – удельная теплота плавления – удельная теплота сгорания топлива	Дж Дж Дж – кг кг/моль Па Дж К Дж/кг·К Дж/кг Дж/кг Дж/кг
36 37		– работа газа – давление – объемы газа – изменение внутренней энергии	Дж Па м3 Дж
38 39 40		– КПД теплового двигателя – количество теплоты, полученное от нагревателя – количество теплоты, отданное холодильнику – абсолютная температура нагревателя – абсолютная температура холодильника	% Дж Дж К К

ПРИЛОЖЕНИЕ А